Termodynamika statystyczna

obowiązkowe

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami termodynamiki statystycznej, ze szczególnym naciskiem na jej zastosowanie do znajdowania wielkości przydatnych w codziennej praktyce chemika, takich jak funkcje termodynamiczne lub stałe szybkości reakcji chemicznych.

1. Podstawy rachunku prawdopodobieństwa i kombinatoryki, rozkłady statystyczne (normalny, dwumianowy etc.), centralne twierdzenie graniczne, wzór Stirlinga.

2. Podstawy klasycznej mechaniki statystycznej - przestrzeń fazowa, zespół, średnie po zespole, twierdzenie Liouville’a, mikrostany, hipoteza jednakowego

prawdopodobieństwa, makrostan, stan równowagi statystycznej, zespół

mikrokanoniczny.

3. Rozkład Boltzmanna. Funkcja podziału (suma stanów). Molekularna i kanoniczna suma stanów. Zastosowanie sum stanów do znajdowania wartości funkcji termodynamicznych układu.

4. Rozkład mikrokanoniczny i związek jego parametrów z wielkościami termodynamicznych. Wyprowadzenie i interpretacja termodynamiczna rozkładu kanonicznego Gibbsa. Definicja entropii – wzory Boltzmanna i Gibbsa, termodynamiczna temperatura bezwzględna. Zasada ekwipartycji energii, twierdzenie o wiriale, hipoteza ergodyczna, energia i pojemność cieplna gazów klasycznych.

5.Całkowita suma stanów gazu doskonałego oraz rzeczywistego. Obliczanie komponentu translacyjnego, wibracyjnego, rotacyjnego oraz elektronowego.

6. Zastosowanie metod statystycznych w kinetyce chemicznej - Teoria Stanu Przejściowego, równanie Eyringa.

1. F. Reif, Fizyka statystyczna, PWN,Warszawa 1973

2. K. Pigoń, Z. Ruziewicz Chemia fizyczna. Tom 2. Fizykochemia molekularna Warszawa 2007

EK1 - Student weryfikuje stan swojej wiedzy z termodynamiki statystycznej w powiązaniu z rozwojem nauk ścisłych i nowych technologii oraz zna możliwości i zasady dokształcania się.